变荷载影响下高边坡岩体安全监测分析

【摘要】随着我国经济在快速的发展，社会在不断的进步，水利工程施工受地形影响在高边坡上布置拌合系统已为常态，料仓加载运行会影响边坡岩体稳定，危及工程安全。文章以某二级电站工程为例，通过对比岩体变形监测和锚索应力监测研究料仓正常使用和加速运行2种情况下对高边坡岩体的影响。研究结果表明，锚索在边坡稳定中作用明显，料仓进出料频率增加对料仓范围内岩体影响较小，而对皮带支撑桩的岩体影响明显并有变形增大的趋势。通过监测分析可得出料仓加载过程中岩体的变形情况，为其治理提供依据。

【关键词】高边坡；稳定性；安全监测

随着水利工程不断建设发展，新建边坡临近既有边坡的情况越来越普遍，因此分析新建边坡建设的影响并提出合理的应对措施，是此类边坡工程建设过程中亟需解决的问题。已有文献更多地集中在研究边坡开挖后的长期稳定性问题。但是，新建边坡爆破施工易造成既有边坡岩体原有的节理、裂隙进一步扩展，严重时还可能造成岩体沿已有结构面滑移，直接影响边坡的整体稳定性。因此，分析爆破振动效应对边坡的影响显得尤为重要，这种情况表明了数值模拟的方法对于解决这类问题有很高的了可靠性，以及准确性。

1、关于高边坡的稳定性的技术现状的探讨

在高边坡建设过程中对其进行防护有着较为重要的意义，但是从目前来说推进稳定性的这个方面来看，要求同地质构造情况和地质特征的相关情况来分析和结合。当前处理高边坡有着以下两个方面的问题；首先是防护高边坡应用的形式较为单一，由于地质情况总体较为复杂。其次则是高边坡稳定性较差，比如说缺少对质条件做出深入的勘察，并且没有掌握好地质构造情况来进行施工建设造成的，所以，要求提升高边坡稳定性上应该做好防护工作，其防护形式要求表现出综合性，可以推进进行实施防护，在诸多不同地质条件和附近环境来应该使用不同的形式做好防护工作，可以推进水利质量得到保证。

2、监测方法和措施

某二级电站位于某省境内，该电站在EL1560（高程） 平台高程的高空， 配备了海拔1605米的筒仓， 以满足施工需要。EL1560平台的坡度分为三个区域。I和III区的挖掘工作相对完整。第二区（K4+700～K4+800） 的开挖表明， 岩体密集程度低， 岩体主要风化程度弱。它具有较强的风化作用， 裂缝相对发育， 边坡基本稳定， 局部稳定性差。对二区的坡度进行分级， 从上到下开挖。坡率为1∶0.5，分设4级马道于1635、1620、1605、1590m，高程筒仓位于1，6505米海拔平台上。研究对称边坡滑面的确定，对该工程具有一定的参考意义。EL1560平台斜坡设有六个监察路段，分别涉及K4+742、K4+778、K4+830、K4+880、K4+930和K4+960。

第二区有2个K4+742和K4+778 监测区。在筒仓底部共设置了9个setssc·36个多点位移计、14个锚动力计、6个锚桩应力计和16505米高程平台。安排2个级工作基点和4个级监测点。具体布局如图1所示。在搅拌系统试运行过程中对筒仓进行负载安全监测。对EL1560平台边坡6个监测段的17套多点位移仪、6套锚桩应力计和30个锚定测功机等63套监测仪器进行了连续测试。监测结果表明， 当筒仓荷载为最大允许荷载的80时，边坡岩体的最大变形增量为0.42mm，锚索的最大荷载增量为16.49kN，锚杆桩的最大拉应力为16.49 kN。压力表增加。面积为7.64 MPa，边坡围岩基本稳定。可以看出，EL1560平台高线混凝土搅拌系统的承载能力能满足设计要求，工程设计假设和结构措施正确合理，能满足生产过程中安全要求和操作。

3、水利工程整体稳定性的措施分析

3.1设计阶段

对水利工程进行设计之时，要求做到对路基高边坡整体的稳定性做好计算以及评价等工作，要求对设计路面的水文和地质环境来认真勘察，对设计路段的地质条件、水文条件等认真勘察。对其进行实地调查发现对水利路基高边坡构成原因和构成的危害进行科学设计，进而提出合理的设计方案，如此就可以上保证高边坡方案在技术和理论上的可行性以及合理性，推进水利工程高边坡安全稳定性的提升。

3.2施工阶段

在施工过程中与之相关的施工技术人员你要求对水利的具体情况进行勘察。接着对其勘察的數据做好整理和分析工作。依据现场的具体情况来对设计方案的合理性和可行性进行核对。在施工阶段中与之相关的施工技术人员要求对水利的具体情况进行勘察，接着对数据及时分析和整理，依据现场的具体情况来核对设计方案的可行性和合理性，进而可以保证施工质量以及边坡的稳定性。此外在进行具体施工中，要求同高边工程的防护措施进行参考，选择合理的支护形式，此种使用方式不仅可以实现路基边坡整体稳定性的提高，也可以实现高边坡防护能力的提升，也可以在一定程度上保证其自然美观性。那么就要求在具体施工中，作为施工单位应该同设计单位之间进行第一时间的交流和合作。而对其监测的数据应该第一时间进行整理和分析，在其出现问题时，可以第一时间发现并且使用合理措施来处理，实现高边坡稳定性提升。水利工程所在的地区岩性复杂性高，也会实现高边坡防护能力获得提升，也可以推进边坡的自然美观性。所以也要求在进行施工中，施工单位和设计单位要求第一时间做好沟通交流，对其监测的数据做好整理和分析，在问题出现时可以发现问题，并且采用合理措施来解决，实现水利施工质量提升，确保其稳定性。在水利工程中其所在的地区较为复杂，一般包括有志留系、泥盆系以及第四纪层等，从实际中可以看出，在这些区中岩性总体较差，所以应该对此地区要求全面评价此地区高边坡稳定性，制定出最为有效高边坡防滑加固措施。在对高边坡治理设计中选择安全系数为1.15，那么潜滑面推力是：R1=1.15×（430.8+4292.7+12673.8+1675.5）-（536.6+6455.0+12648.0+1674）=620.12（kN/m）。抗滑桩的设计参数是：桩身断面：2.0m×3.0m（矩形），计算宽度：3.0m，桩长：20m，桩体埋深：12m，桩间距：6m，比例系数：mv=10000kN/m3，地基系数：A=1200000kN/m3，并且其桩身混凝土强度为C25，滑坡推力的分布也是依照三角形来分布。依据桩身和桩周岩体土体刚度之间的不同，来对桩身内力之时把桩的滑面位置划分为上下两个部分来计算，滑面之上则是根据在锚索力和滑坡推力的影响下对悬臂桩进行计算。在高边坡设计中，应该深入到该地区地质勘测工作中，获得岩层角度、高度、破碎情况以及高边坡岩性等会对稳定性造成影响的因素进行分析，在进行了深入的调研以后可以看出楔形体滑动、倾倒破坏等是造成高边坡破坏最为重要的形式。

4、施工放样坐标选择

为了降低测量数据操作的复杂性，现场检查非常方便。控制点坐标为A （351979.956，327732.213），O （3520034.841，327273.054），O点坝相对坐标为（0，0），现场测量前按要求检查测量仪器。仪器的精度和检验人员的专业素质必须符合施工要求。测量基准时，严格执行“三级检验”制度。根据测试协调成都勘察设计研究所提供的数据，提供了测试点满足要求时，现场施工控制网和加密控制点设置。根据现场施工条件，为了满足现场施工监控和过程控制，分别在左岸。坡面EL1990马路、EL1960马路、EL1885马路，利用设计提供的二次控制网络进行复合加密排列，布局满足施工精度和现场施工要求。现场测量前，按要求检查测量仪器。仪器的精度和检验人员的专业素质必须符合施工要求。基准点的测量应严格执行“三级检验”制度。根据成都勘察设计院提供的坐标数据，在测量点满足要求时，布置现场施工控制网络和加密控制点。根据现场施工条件，为满足现场施工监视和过程控制，设计提供的二次控制网络对左岸边坡的EL1990、EL1960、EL1885组合线分别加密。该位置满足施工精度和现场施工要求。

5、锚喷支护计量结算

根据土木工程施工原则和施工规范的要求，在路基开挖前，施工单位应共同监督和业主对原始地形和原始断面进行测量。根据地形的变化，约20米的部分被设定为增加或减少。可以将5米的部分添加到具有大的局部形状变化的位置。挖掘区域乘以基于两个区域的平均面积的间距。由于kam屏幕的复杂性，一流水电站左岸边坡地质，断层，开挖边坡滑坡现象较为严重，如果按照5 ma段发射器进行，工作量大，按计算该段保护量为实际喷射量的80%，不能反映实际情况，因为喷射保护变送器按部分计算不符合要求。根据之前的调查总结，使用无棱镜全站仪测量收入，每隔2米是一个部分，南部测绘软件用于计算3d中的面积。所计算工程量与实际吻合，满足规范要求。

结语：

本文通过对拌合系统料仓所在高边坡岩体监测，可以得出以下结论：（1）料仓加速运行期间，岩体变形很小且趋于稳定，锚索荷载趋于稳定，可以认为料仓边坡岩体基本稳定，能够满足生产运行安全的要求。（2）料倉进出料频率增加使锚索测力计荷载缓慢增长，然而，箱底部多点位移计的变化较小，表明斜坡锚索具有明显的支撑效果，但仍需要施工方严格的观察和检查。（3）筒仓进出的频率对带式输送机的支撑桩有很大的影响，导致带式输送机支撑桩周围的岩体变形继续缓慢增长，应力 锚索通常会缓慢增加。 因此，本文建议在满足施工条件的情况下，垃圾箱应适当减少进料，全量排放，有利于边坡的稳定性和工程施工的安全性。

参考文献

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作者简介：

练伟东，广东水电二局股份有限公司，广东增城。